植物学

人参药材中人参皂苷与生态因子的相关性及人参生态区划

贾光林，黄林芳，索风梅，等

摘要：目的：人参素有百草之王的美誉，已有几千年的药用历史，在国内外中药领域占有极其重要的地位。目前对人参生理、生化、分子、药理及临床等方面的研究已相对深入，而人参品质与生态因子的相关性研究多停留在单因素水平，鉴于环境的复杂性以及生态因子间的多重相关性，单因素水平的实验数据很难客观地反映问题的实质。该研究旨在探讨人参皂苷与生态因子之间的相关性，为栽培优质人参提供相应的理论指导。方法：根据对角交叉法采集来自辽宁、吉林和黑龙江省的 16个人参种植基地的5年生人参样品，人参皂苷（Rg1、Re和Rb1）的测定采用超高效液相（UPLC）色谱法测定。各生态因子通过“中药材产地适宜性分析地理信息系统”（TCMGIS）平台获取。生态因子的权重采用主成分分析（PCA）法确定。人参生态适宜性分析首先是根据人参生态适宜性分析基点的生态数据值，将每层生态数据标准化，并进行相似系数计算，根据上述确定的权重值计算多指标空间距离，并对产生的距离数据进行重分类，形成不同生态相似度的空间区域，然后与行政区划数据相交运算，输出人参适宜分布区域。结果：因子分析结果表明，第一因子为热量因子，第二因子为水分因子，第三因子为地理因子，第四因子为光照因子。热量因子贡献率为 60.7%，其他因子贡献率分别为12.96%、10.40%和7.33%，上述4个公因子累计方差贡献率达到91.39%，大于85.00%。结论：热量因子对人参的分布影响最为显著，多个温度因子与人参皂苷含量呈强负相关关系，说明热量因子对人参皂苷活性成分的累积起主要作用，水分因子、地理因子和光照因子的影响较弱，与人参皂苷含量呈弱相关关系。以因子得分最高的吉林和辽宁人参基地为基点区域，分别对3种人参皂苷进行单成分生态适宜性区划以及综合区划，得知3种人参皂苷成分积累的最佳区域主要分布在黑龙江和辽宁东南部、吉林南部等长白山南麓区域，该区域靠近日本海，更适宜人参对阴凉湿润的要求。

来源出版物：植物生态学报, 2012, 36(4): 302-312

入选年份：2016

山西灵空山小蛇沟林下草本层植物群落梯度分析及环境解释

余敏，孙建新，周志勇，等

摘要：目的：退耕还林工程和森林管理的许多措施都是从乔木选育、栽种技术和林冠结构的改造等森林的冠上层方面进行的，通常忽略了对林下层植物群落的保护。该文旨在探讨林分尺度上，草本层植物分布的决定因子以及地形对草本物种空间分布的作用。方法：通过对山西灵空山小蛇沟集水区的26个样方进行林下草本层植物的发生和分布进行调查，采用双向指示种分析（TWINSPAN）对群落类型进行了划分，并应用典范对应分析（CCA）探讨草本层物种分布和多度随环境梯度的变化规律。运用前向选择和蒙特卡罗置换检验筛选出对草本层物种分布影响显著的环境因子。最后，采用偏典范对应分析（P-CCA）对影响物种格局变化的生境因子与生物因子进行变量分离。结果：根据上层乔木树种的不同，可将所调查的26个样方划分为6种群落类型，体现了该地区地带性植被类型为暖温带森林的特点。CCA排序的结果揭示了草本层植物群落结构与所选取的环境变量之间的关系。CCA排序的结果与TWINSPAN对群落类型的划分结果相吻合。CCA排序轴第一轴突出反映了林分类型与土壤养分梯度，第二排序轴与坡度、坡位显著相关。前向选择和蒙特卡罗检验结果表明，林分类型、土壤养分和坡度是影响林下草本植物分布的最主要的环境因子。P-CCA分析结果表明，生境因子与生物因子共解释了物种格局变化的42.9%，其中生境因子占31.8%，生物因子占7.9%，生境因子与生物因子交互作用解释部分占3.2%。利用P-CCA进行变量分离的结果进一步说明了生境因子对林下草本植物分布的重要性。然而，对于一半以上未能解释的变异部分，可能归咎于未被选取的因子，如人类活动或随机过程。结论：地形和上层乔木树种对于草本层物种的存在和分布起着至关重要的作用。乔木树种决定了林下草本群落的组成，而地形在一定程度上影响林下草本群落的分布。在海拔梯度较小的山区，坡向等小地形因子能较好地指示局部生境的气候条件，对林下植物的分布有较好的解释力。

来源出版物：植物生态学报, 2013, 37(5): 373-383

入选年份：2016

叶脉网络功能性状及其生态学意义

李乐，曾辉，郭大立

摘要：叶脉网络结构是叶脉系统在叶片里的分布和排列样式。早期叶脉网络结构研究主要集中在其分类学意义上。近年来叶脉网络功能性状及其在植物水分利用上的意义已成为植物生态学研究的热点，但中国的相关研究较少。该研究对叶脉网络功能性状的生态学研究进行了较全面的综述，以方便国内读者及时了解该研究方向的发展动态，推动国内叶脉网络功能性状的研究进程。通过查阅近10多年来关于植物功能性状的中英文文献资料，该研究分别从叶脉网络功能性状的指标体系、叶脉网络功能性状与叶脉系统功能的关系、叶脉网络功能性状与叶片其他功能性状的关系、叶脉网络功能性状随环境因子的变化规律等方面归纳总结叶脉网络功能性状的国际研究前沿。叶脉网络功能性状是体现叶脉网络结构与叶脉系统功能之间关系的结构性状。叶脉系统是叶片里重要的水分输导系统，也是运输养分和光合产物的通道；叶脉系统最大化地展开叶片，也在应对虫害等方面起到防御的功能。依据叶脉系统的主要功能（包括物质运输、机械支撑和虫害防御等），该研究提出了针对这三大主要功能的叶脉网络功能性状的指标体系，主要包括叶脉密度、叶脉直径、叶脉之间的距离、闭合度等。叶脉网络功能性状与叶片其他功能性状存在相关关系，这体现了叶片不同功能之间的匹配和权衡关系。叶脉网络功能性状也与叶片的大小有关系。但研究者就叶脉网络功能性状与叶片光合性状（如比叶质量、叶氮含量、叶寿命和光合速率等）的关系看法不一致，这是未来研究的一个重要方向。叶脉网络功能性状反映了叶片对环境条件（包括水分、温度、光照等）的适应，一是环境对叶脉网络功能性状的影响，主要反映在不同生物群区不同物种叶脉网络功能性状的变异；二是叶脉网络功能性状对环境变化的响应和适应，表现在同一物种在不同环境条件下叶脉网络功能性状的变异，体现了植物在自然选择压力下形成的生态适应对策。环境因子的作用具有综合性，不同环境因子往往是共同起作用，而不同植物叶脉网络功能性状随环境梯度的变异及其对环境因子的响应规律是环境因子与叶片蒸腾等生理过程综合作用的结果。叶脉网络功能性状的研究成果也被应用于古环境重建、城市交通规划、流域规划及全球变化研究中。叶脉网络功能性状是环境因子与系统发育共同作用的结果，未来开展分子—叶片—植物—生态系统等多尺度的叶脉网络功能性状研究，厘清叶脉网络功能性状与气孔失水—茎干导水—根系吸水等植物水分利用的关系，可为预测植物及生态系统对全球变化的响应提供新的启示。

来源出版物：植物生态学报, 2013, 37(7): 691-698

入选年份：2016